Фильтр скважинный лучевого дренажа для осушения присклоновых территорий Российский патент 2017 года по МПК E03B3/18 E21B43/08 

Изобретение относится к области жилищно-коммунального хозяйства, транспортного, мелиоративного, гидротехнического строительства для дренажа присклоновых участков.

Лучевые дренажи характеризуются различными конструкциями и изготавливаются из различных материалов. Проходными отверстиями в них служат различной формы отверстия в трубах, наборных, сварных и литьевых каркасах. Водоприемной поверхностью фильтров служат песчано-гравийные смеси, сетчатые устройства, геотекстили, трубофильтры на основе полимерных и минеральных волокон. Фильтры устанавливаются в горизонтальные и наклонные скважины под прикрытием систем обсадных труб. Так как сроки эксплуатации дренажей, их дебиты пропорциональны их начальной проницаемости, то вопросам увеличения проницаемости фильтров уделяется повышенное внимание [1-2].

Присклоновые территории в гидрогеологическом отношении во многих случаях представлены разнообломочным материалом с пылевато-глинистым заполнителем, с низкими несущими свойствами, с малыми коэффициентами фильтрации, слабой водоотдачей, высоким положением уровней грунтовых вод. Эти участки зачастую крепятся склоноудерживающими сооружениями различной высоты, для обеспечения нормальной эксплуатации которых необходимо выполнить эффективный дренаж, снять гидродинамическое давление фильтрационного потока со стороны склона. Это особенно важно для сооружений в сейсмических районах.

Наиболее близкими аналогами изобретения являются фильтры дырчатые с водоприемной поверхностью из сеток, геотекстилей на основе минеральных и полимерных волокон [2]. Сооружаемые для дренажа присклоновых участков наклонные восстающие скважины диаметром 100-200 мм перпендикулярно склону выполняются установками горизонтального и наклонного бурения с продувкой воздухом, с задавливанием обсадных труб. Под прикрытием обсадной колонны устанавливают дренажную фильтровую, как правило, длиной 15-20 м с последующим извлечением обсадных труб. Работы характеризуются большой трудоемкостью и, к сожалению, малой эффективностью. Технология работ с использованием фильтровой колонны в качестве буровой также оказалась малоэффективной из-за частых срывов с поверхности фильтровых колонн сеток (геотекстилей), затиркой их глинистым материалом. В результате во многих дренажах имела место механическая суффозия с забивкой дренажных труб пылевато-глинистым материалом.

Целью изобретения является разработка конструкции фильтра лучевого дренажа на склоновых участках, улучшение качества работ, предупреждение пескования дренажа, уменьшение трудоемкости работ.

В предложенном устройстве фильтровая колонна выполнена по всей длине луча. Водоприемные круглые отверстия расположены в кольцевых углублениях колонны. Отверстия для предупреждения механической суффозии перекрыты кольцевыми полосками геотекстиля, расположенного впотай в кольцевых углублениях и скрепленные клеевой композицией «Спрут». Для предупреждения глинизации наружной поверхности геотекстиля при бурении проходимыми породами, образования сальников в верхней части кольцевых углублений сняты фаски с острых кромок. Таким образом, изобретение соответствует критерию «новизна».

В предложенном устройстве фильтровая колонна используется одновременно и в качестве буровой, что существенно уменьшает трудоемкость, повышает технологичность работ. Следовательно, изобретение соответствует критерию «существенное отличие».

Фильтровая колонна изготавливается секциями по 1,5 м с ниппельными соединениями. Изобретение поясняется чертежами на фиг. 1 и фиг. 2. На фиг. 1 показана секция фильтра. В теле (1) полиэтиленовой трубы большой толщины выполнены по всей длине кольцевые углубления (2) шириной 20 мм (3) и глубиной 4 мм (4). Целики (5) между углублениями составляют 30 мм. В углублениях с шагом (6) 20 мм просверлены отверстия (7) диаметром 10 мм для пропуска фильтрационных вод внутрь фильтровой колонны. С острых кромок углублений (2) сняты фаски (8). Соединение звеньев фильтра в колонну - ниппельное (9). На фиг. 2 показан разрез стенки фильтра с отверстием (7), перекрытым геотекстилем (10).

Работает фильтр скважинный лучевого дренажа присклоновых участков следующим образом. После проходки луча буровыми установками наклонного бурения восходящего ствола скважины с углом наклона 1-3% вращательным способом с продувкой воздухом приступают к оборудованию сбросной части и подключению луча к водоприемнику. Воды фильтрационного склонового потока (11) поступают в фильтр через геотекстиль (10), водопропускные отверстия (7) внутрь колонны и отводятся в водоприемник самотеком.

Фильтр скважинный лучевого дренажа присклоновых участков на основе полиэтиленовых труб большой толщины, отличающийся тем, что он одновременно служит и буровой колонной, а фильтровая часть выполнена по всей ее длине и расположена в кольцевых углублениях, соединенных с внутренней полостью круглыми отверстиями, перекрытыми впотай геотекстилем, причем с верхних кромок кольцевых углублений сняты фаски для предупреждения образования сальников из суглинисто-глинистого материала и забивки геотекстиля и водопропускных отверстий при проходке.

Предложенная конструкция работает в неагрессивных и агрессивных средах, эффективно может использоваться для устройства водопонижения в зонах экологического бедствия.

Изобретение относится к области мелиоративного, транспортного, жилищно-коммунального, водохозяйственного строительства для дренажа присклоновых территорий. Фильтр одновременно служит и буровой колонной, а фильтровая часть выполнена по всей ее длине и расположена в кольцевых углублениях, соединенных с внутренней полостью круглыми отверстиями, перекрытыми впотай геотекстилем. С верхних кромок кольцевых углублений сняты фаски для предупреждения образования сальников из суглинисто-глинистого материала и забивки геотекстиля и водопропускных отверстий при проходке. Обеспечивается улучшение качества и уменьшение трудоемкости работ, предупреждение пескования дренажа. 2 ил.

Фильтр скважинный лучевого дренажа присклоновых участков на основе полиэтиленовых труб большой толщины, отличающийся тем, что он одновременно служит и буровой колонной, а фильтровая часть выполнена по всей ее длине и расположена в кольцевых углублениях, соединенных с внутренней полостью круглыми отверстиями, перекрытыми впотай геотекстилем, причем с верхних кромок кольцевых углублений сняты фаски для предупреждения образования сальников из суглинисто-глинистого материала и забивки геотекстиля и водопропускных отверстий при проходке.